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弦论“教主”威滕最新动向——倦鸟思归？
按语：昨天发布的《卡拉比猜想与弦理论》提到弦论（弦理论）还是很“玄”的理论，一方面有很多很多的物理学家乃至数学家极为赞赏弦论，但也有很多著名的学者持怀疑甚至不屑的态度。文中提到沈致远即后者之一，他指弦论“教主”威滕应该“迷途知返，不晚！”
“最近，弦论的创立者威滕(Edward Witten)已采用彭罗斯的另一创造——扭量理论(twistor
theory)，试图将弦论的11维时空（沈注：即10维空间加1维时间）减为较易对付的4维。”这样，丘成桐所说的六维情况仍然是一家之言而无实证。
科学和科学的论断是具有相对性的，我所说的“相对性”是指仅限于人类智力所能达到的范围，而随着人对自然或客观世界认识的深入，曾经的科学有些内容是要修正的，更何况目前还处于假说或纯理性阶段的论断。
沈致远的《倦鸟思归？——弦论“教主”威滕最新动向》附在下面，望来访者比照前面的两篇文章一并阅读，以作客观了解。
据2010年3月13日《新科学家》祝贺英国皇家学会会员、数学物理家彭罗斯(Roger
Penrose)八十华诞文章透露：“最近，弦论的创立者威滕（Edward
Witten）已采用彭罗斯的另一创造——扭量理论(twistor
theory)，试图将弦论的11维时空（沈注：即10维空间加1维时间）减为较易对付的4维。”
这是物理学界一大新闻，但我并不感到意外。
弦论从开始就基于多维空间，最早是25维，后减为9维，威滕随后又加1维为10维。在弦论的多维空间中，3维是众所周知的现实空间,即前后、左右、上下，其余多出来的维度据说是“卷曲闭合起来”，成为看不见摸不着的隐蔽空间。
弦论在“教主”威滕率领下，拥有千员猛将，发表万篇论文，经历两次革命，领“万物之理”一代风骚。遗憾的是，弦论除了一些数学成果外，就物理学而言乏善可陈。弦论至今仍缺乏与实验符合的定量结果，也提不出像样的预测可供实验验证。[1]
日前，我打电话给挚友倪光炯教授报告此新闻，他说：“弦论曾经历两次革命……”我插话：“这次是‘复辟’！”两人大笑。他接着说：“是否晚了一点？”我说：“迷途知返，不晚！”
最近读到美国戴森（Freeman
Dyson）教授的一篇好文章[2]。这位在普林斯顿学术圈生活超过半个世纪的理论物理学家兼数学家，将数学家（其实也包括物理学家）分为鸟和青蛙两类，鸟的始祖是法国的笛卡尔，青蛙的始祖是英国的培根。顾名思义，鸟飞得高看得远，戴森认为爱因斯坦是“一只超级的鸟”；青蛙所见只是周围的花朵，一次只解决一个问题，戴森自称是青蛙。戴森认为威滕是鸟，他确实是一只大鸟，展翅翱翔一飞冲天，思维如天马行空，视野可穷极苍冥；否则，怎么能使号称“全世界最聪明的”千员猛将唯其马首是瞻？
既然如此，为什么弦论乏善可陈呢？答案可从历史经验中找。爱因斯坦不愧为大鹏鸟，敢想前人所不敢想，他的广义相对论石破天惊。有人说：“如非爱因斯坦，广义相对论不知还要再等多少年。”可见他飞得多么高看得多么远。爱因斯坦还具有一个更重要的特点，他想的是基本原理。相对性原理说白了就是：物理学规律不应随观察者运动状态而改变。具体到等速运动即为狭义相对论的基石，具体到加速运动即为广义相对论的基石。此原理既基本又实际，而且非常简单，难怪相对论具有“成功相”，方向对了，一通百通。
回过来看弦论。弦论始于对核力的研究，日裔美国物理学家南部阳一郎（Nambu
Yoichiro）发现核内有弦，试图朝此方向建立强相互作用理论，遇到困难暂时搁置。1984年，施瓦茨（John Henry
Schwarz）等人排除了困难，并发现弦论中自动出现自旋为2的粒子，这可能将引力子纳入基本粒子理论。经威滕检验发现弦论可重整化，物理学家看到苗头蜂拥而至，弦论从冷门一跃而成为显学。但引力子至今尚未发现，其自旋是否真为2不得而知。曾被讥为“耍赖皮”的重整化，只是绕过发散困难的权宜之计。二者均为技术问题，根本称不上基本原理，弦论出发点显得苍白无力。如提不出超越相对论的基本原理，志在“万物之理”只能是梦想。
再来看空间维数。弦论的25维、9维和10维空间并非空穴来风，乃源自严格的数学推导，发现唯有这么多维数的空间才能使理论自洽。自洽者，自圆其说也，这是理论成立的一个必要条件，但并不一定充分。物理理论成立必须与实验符合，这还不够，还要提出预测以供实验检验。如实验不表态认可，那就有大麻烦了，这正是弦论者目前所处的困境。实验物理学家和天文学家，“上穷碧落下黄泉，两处茫茫皆不见”，至今没有发现3维以外更多维空间存在的迹象。这或许是威滕不耻下问的原因。
我在想：聪明如威滕，再加上那“全世界最聪明的”一千多人，怎么会在这个关键问题上长期被误导？物理学中的多维空间，弦论并非始作俑者。早在1919年，数学家卡鲁扎(Theodor
Kaluza，又作卡卢察)在爱因斯坦4维时空基础上再添加1维空间，将电磁力纳入相对论框架，随后发现无法纳入弱力和强力，此说逐渐淡出舞台。此外，物理学中抽象多维空间屡见不鲜，例如“相空间”就有无穷多维，人们从未将之视为真实空间。弦论的多维空间可能类此，以9维空间为例，那多出来的6维可能并非弦论者所认定的额外空间，而是基本粒子内禀结构的某种对称性。举一个通俗例子：全息技术可将3维空间中的真人实物，映射到2维平面构成几可乱真的立体图像；但小孩子也知道那是假的，不会闯进去和画中人玩耍。此例值得弦论者想一想。
看来，威滕这只大鸟飞得太高了，但见无边茫茫云海，飞了廿多年不着地。倦鸟思归，大地母亲总是欢迎的。
我说“迷途知返，不晚！”是有根据的。经历正反两方面的经验教训，理论物理学家较前更聪明了；加以大型强子对撞机（LHC）已投入试运行，不久可出实验结果。“山雨欲来风满楼”，种种迹象显示物理学正处于大突破前夕。借用一句足球术语：“只差临门一脚。”威滕已亲临瑞士坐镇，如球到他面前，以威滕的功力，这一记近距离射门必定非常凌厉。
语云：“大器晚成”，且看后笑是何人。
[1] 沈致远.
弦圈之争：基本粒子研究进入战国时代.科学,2007,59（3）：42.
[2] Dyson F. Birds and
Frogs. Notice of AMS, 2008, 56（2）：212-223；中译文：自然杂志, 2009,
31（5）：298-310.
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